
【化】 optical interferometer
optics
【化】 optics
【医】 optics; photology
interferometer
【化】 interferometer
光学干涉仪(Optical Interferometer)是一种基于光波干涉原理的高精度测量仪器,通过分析两束或多束相干光的相位差,实现对长度、位移、折射率等物理量的纳米级检测。其核心原理可表述为:
$$ Delta phi = frac{2pi}{lambda}(n_2L_2 - n_1L_1) $$ 其中$Delta phi$为相位差,$lambda$为光波波长,$n$为介质折射率,$L$为光程。当两束光发生干涉时,明暗条纹的位移量直接反映被测参数的微小变化。
在工程应用中,典型的光学干涉仪包含三大模块:①分束器(Beam Splitter)将入射光分为参考光和测量光;②反射镜系统(Mirror Assembly)引导光路并产生光程差;③光电探测器(Photodetector)将干涉信号转换为电信号。该结构设计已纳入国家标准GB/T 13962-2023《光学仪器术语》。
权威研究显示,光学干涉仪在引力波探测(如LIGO项目)、半导体晶圆检测、光学薄膜厚度测量等尖端领域具有不可替代性。中国科学院苏州生物医学工程技术研究所2024年的实验数据表明,其自主研发的斐索干涉仪可实现0.1nm级表面形貌测量。在计量学领域,中国计量科学研究院采用633nm氦氖激光干涉仪作为长度基准,测量不确定度达到$2times10^{-8}$量级。
技术标准方面,ISO 10110-7:2024明确规定光学干涉仪的校准环境要求:温度波动≤±0.1℃/h,相对湿度控制在(50±5)%RH,振动振幅<50nm。这些参数直接影响仪器测量精度。
光学干涉仪是一种基于光的干涉现象进行高精度测量的仪器,其核心原理是通过比较两束或多束相干光的光程差来获取物理量的变化信息。以下是综合多个来源的详细解释:
光学干涉仪利用光的波动性,当两束相干光相遇时,因光程差(即传播路径差异或介质折射率变化引起的相位差)产生干涉条纹。通过观测条纹的形态、移动或变化,可推导出被测物体的长度、厚度、折射率等参数。
随着技术进步,激光干涉仪(如SJ6000)因高灵敏度和溯源至国家标准的特性,成为高端制造业的关键设备。此外,干涉技术还被用于生物医学中的微观结构测量。
如需更深入的分类或技术细节,可参考相关文献或行业标准文档。
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